הערכת In-Vitro של יישום שטיפת פה בעזרת שטיפת פה על יציבות הצבע של קומפוזיטים ננו-היברידיים בגוון יחיד

סיכום

פרוטוקול זה מתאר שיטה במבחנה להערכת כיצד נוסחאות שטיפת פה שונות ושיטות יישום משפיעות על יציבות הצבע של קומפוזיטים ננו-היברידיים בגוון יחיד, ומדגים הבדלים מדידים בין תנאי הטיפול.

תקציר

יציבות הצבע היא גורם מרכזי בביצועים האסתטיים ארוכי הטווח של חומרים שיקומיים מבוססי שרף. קומפוזיטים של שרף ננו-היברידי חד-גוון, שפותחו כדי לפשט את בחירת הגוון, נשארים רגישים לשינויי צבע חיצוניים ולהליכי היגיינת פה שגרתיים. מחקר זה נועד להעריך את יציבות הצבע לאחר צביעת קפה ושימוש בנוסחאות שטיפת פה שונות עם או בלי מטפח הפה. דגימות בצורת דיסק יוצרו, הוכתמו בקפה, ועברו שטיפות פה באמצעות טבילה סטטית או בסיוע השקיה דרך הפה. מדידות צבע התקבלו בתחילת הצבע, לאחר הצביעה ואחרי שטיפת הפה, ושינויים בצבע (ΔE₀₀) חושבו עבור שינוי צבע לאחר צביעת קפה (ΔE₁), שינוי צבע לאחר מריחת שטיפת הפה (ΔE₂), ושינוי צבע כולל (ΔE₃) באמצעות נוסחת CIEDE2000. הניתוח הסטטיסטי בוצע באמצעות אנובה תלת-כיוונית חזקה עם ממוצעים מצומצמים. מורפולוגיית פני השטח הוערכה בנוסף באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים סורק סביבתי. התוצאות הראו כי צביעת קפה גרמה לשינוי צבע בלתי מקובל קלינית בכל הקבוצות (ΔE₀₀ > 0.8). סוג המורכב השפיע משמעותית על שינוי הצבע לאחר צביעת קפה (ΔE₁) ושינוי צבע כולל (ΔE₃) (p < 0.001). סוג שטיפת הפה השפיע באופן משמעותי על שינוי הצבע לאחר מריחת שטיפת הפה ועל שינוי הצבע הכולל (ΔE₂ ו-ΔE₃) (p = 0.001). שיטת היישום השפיעה באופן משמעותי על שינוי הצבע הכולל (ΔE₃) (p < 0.001). ניתוח תת-הקבוצות גילה שבתוך קומפוזיט כריזמה דיימונד וואן (DO), ערכי ΔE₃ היו גבוהים משמעותית בקבוצת המשקיה דרך הפה לעומת טבילה ישירה (p = 0.001), ובתוך קבוצת ההשקיה, ה-DO הראה ערכי ΔE₃ גבוהים משמעותית מאשר קומפוזיט Vittra APS Unique (p = 0.001). ממצאים אלו מראים כי פורמולציה מרוכבת ושיטת שטיפת הפה משפיעות משמעותית על יציבות הצבע לאחר הצביעה, כאשר שימוש במשקה פה מחמיר את שינוי הצבע בחומרים מסוימים. מבחינה קלינית, הדבר מציע שיש לשקול בקפידה את בחירת החומרים המשקמים והיגיינת הפה כדי למזער את ההתדרדרות האסתטית.

מבוא

הביקוש לחומרים משקמים אסתטיים במיוחד הוביל לפיתוח קומפוזיטים של שרף שנועדו לחקות את התכונות האופטיות של רקמות שיניים טבעיות. מתוכם, קומפוזיטים של שרף ננו-היברידי חד-גוון זכו לתשומת לב גוברת בזכות יכולת המיזוג שלהם בדמות זיקית, בחירת גוון פשוטה יותר ומורכבות קלינית מופחתת ^1,2,3. למרות היתרונות הללו, ביצועיהם האסתטיים לטווח הארוך תלויים מאוד בעמידות לשינויי צבע חיצוניים הנגרמים על ידי כרומוגנים תזונתיים ופרקטיקות שגרתיות של היגיינת פה⁴.

צביעה חיצונית היא אתגר מוכר היטב עבור חומרים אלו, וקפה הוא אחד מחומרי הצביעה הנפוצים ביותר בחקירות מעבדה. הפיגמנטים המרוכזים בצבע צהוב-חום חודרים בקלות למטריצת השרף ולממשק המילוי-מטריצה, וגורמים לשינויים צבעוניים ניתנים לזיהוי קליני (ΔE₀₀ ≈ 0.8)5,6,7,8,9. מחקרים קודמים במבחנה הראו כי צביעה מונעת מקפה לעיתים קרובות חורגת מספי קבילות שנקבעו (ΔE₀₀ ≈ 1.8⁾⁹, מה שמדגיש את הצורך בפרוטוקולים סטנדרטיים להערכת יציבות אופטית בתנאי פה מדומים.¹⁰. בנוסף, מחקרים הכוללים פרוטוקולי הזדקנות כמו תרמוסיקינג וצחצוח שיניים מדומים הראו כי שילוב של גורמים כימיים, מכניים וסביבתיים יכולים להשפיע משמעותית על תגובת הכתמים, ומדגישים את חשיבות מודלי הערכה מקיפים המדמים טוב יותר את תנאי הפה 11,12,13.

מוצרי היגיינת פה שגרתיים, כולל משחות שיניים ושטיפות פה, עשויים גם הם להשפיע על ביצועים אופטיים ומאפייני פני השטח. שטיפות פה משולבות באופן נרחב בשגרות טיפול יומיות בפה, והרכיבים הכימיים שלהן—כולל אלכוהול, חומרי ניקוי, חומרים מחמצנים ופלואוריד—דווחו כמגיבים עם חומרים מבוססי שרף, מה שעלול להשפיע על תכונות אופטיות ומשטחיות. הוכח גם כי וריאציות בנוסחה משפיעות על דפוסי שינוי הצבע של חומרים מוכתמים ^בעבר 14,15,16.

הערכות מבחנה קונבנציונליות של שינוי צבע מורכב התבססו בעיקר על מודלים של טבילה סטטית, שמציעים פשטות ושחזור אך אינם משחזרים את התנאים הדינמיים שנפגשו בשימוש קליני¹⁷. מחקרים קודמים התמקדו בהשפעות של חומרי צביעה, הרכב שטיפת הפה ופרוטוקולי הזדקנות על יציבות אופטית, בעיקר בתנאים סטטיים. עם זאת, גישות אלו אינן מתחשבות בכוחות ההידרודינמיים ושינויים בלחץ שנוצרים על ידי משקים אוראליים נלווים, אשר עשויים להשפיע על אינטראקציות נוזל-חומר ולשנות את התנהגות שינוי הצבע 18,19,20.

עד כה, השפעת שיטות שטיפת הפה השונות — במיוחד מתן סיוע באמצעות שטיפת פה — על יציבות אופטית לא נחקרה באופן שיטתי. לכן, המחקר הנוכחי משווה ישירות בין טבילה סטטית לבין שטיפת פה בעזרת השקיה דרך הפה כדי להעריך את השפעתם על התנהגות שינוי הצבע בחומרים ננו-היברידיים בגוון יחיד. החידוש של מחקר זה טמון בשילוב מודל השקיה אוראלית סטנדרטי לסימולציה של תנאי יישום דינמיים של נוזלים. הועלתה השערה שסוג הרכיבה, נוסחת שטיפת הפה ושיטת היישום לא יובילו להבדלים משמעותיים ביציבות הצבע.

פרוטוקול

מחקר זה נערך במחלקה לרפואת שיניים משקמת, הפקולטה לרפואת שיניים, אוניברסיטת מרמרה, איסטנבול, טורקיה. לא היו מעורבים נבדקים אנושיים או בעלי חיים; לכן, לא נדרש אישור מוסדי אתי. החומרים והציוד ששימשו במחקר זה מופיעים בטבלת החומרים. איור 1 ממחיש את זרימת העבודה הניסיונית ששימשה במחקר זה. הכנת הדגימה בוצעה תחילה לייצור דגימות קומפוזיט בצורת דיסק (8 מ"מ × 2 מ"מ). לאחר מכן התקבלו מדידות צבע בסיסיות לפני הכתמה. כל הדגימות הוטבלו לאחר מכן בתמיסת קפה במשך 12 ימים כדי לגרום לשינוי צבע, ולאחר מכן בוצעו מדידות צבע לאחר הצביע. לאחר הצביעה, הדגימות חולקו לקבוצות ניסוי, שבהן חמש תמיסות שונות (כולל מים מזוקקים [DW] כביקורת) יושמו באמצעות השקיה דרך הפה או בטבילה ישירה למשך זמן קליני מדומה שווה. לבסוף, בוצעו מדידות צבע לאחר הטיפול להערכת שינוי צבע כללי.

איור 1: זרימת עבודה ניסיונית להערכת יציבות צבע. דיאגרמת זרימה הממחישה את ההליך הניסוי, כולל הכנת דגימה, מדידת צבע בסיסית (T₀), צביעת קפה (12 ימים), מדידת צבע לאחר הצביעה (T₁), ומריחת שטיפת פה באמצעות טבילה סטטית או מתן בסיוע השקיה דרך הפה. מדידות צבע סופיות (T₂) התקבלו לחישוב שינויים בצבע (ΔE₁, ΔE₂ ו-ΔE₃). אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.

הכנת דגימה

במחקר זה נעשה שימוש בשני קומפוזיטים ננו-היברידיים מסוג שרף חד-גוון: Charisma Diamond One (DO) ו-Vittra APS Unique (VU). מפרטי החומר מוצגים בטבלה 1.

קומפוזיט שרף	יצרן	סוג	מטריצת שרף	הרכב / גודל מילוי	תוכן מילוי (אחוז משקל / נפח))	מספר מגרש
כריזמה דיימונד וואן (DO)	קולצר, גרמניה	ננו-היבריד	UDMA; TCD-DI-HEA; TEGDMA	B₂O₃–F–Al₂O₃–SiO₂; סיליקה; TiO₂; תחמוצות פלואורסצנטיות ומתכתיות; פיגמנטים אורגניים (5–20 מיקרון)	81 / 64	N010209
Vittra APS Unique (VU)	FGM, ברזיל	ננו-היבריד	UDMA; TEGDMA	מילויי זירקוניה וסיליקה (200 ננומטר)	82 / 72	230921

טבלה 1: הרכב ותכונות החומרים המרוכבים של השרף ששימשו במחקר זה. סוג החומר, יצרן, הרכב מטריצת השרף, מאפייני המילוי, תכולת המילוי (משקל / נפח), ומספרי המנות של קומפוזיטים ננו-היברידיים חד-גוונים שנבדקו. קיצורים: UDMA = אוריתן דימתקרילט; TEGDMA = טריאתילן גליקול דימתקרילט; TCD-DI-HEA = טריציקלודקאן דימתנול דיאקרילט; TiO₂ = טיטניום דו-חמצני; YbF₃ = איטרביום טריפלואוריד; B₂O₃–F–Al₂O₃–SiO₂ = בורו-פלואורו-אלומינוסיליקט.

דגימות בצורת דיסק (קוטר 8 מ"מ ועובי 2 מ"מ) יוצרו באמצעות תבניות סיליקון מוכנות מראש סטנדרטיות. קומפוזיט השרף הוכנס לתבנית בתוספת אחת באמצעות כלי מילוי פלסטי שטוח והותאם לקירות התבנית כדי להבטיח מילוי מלא ולהפחתת היווצרות חללים. רצועות פוליאסטר שקופות הונחו הן על המשטחים העליונים והן על התחתון, והחומר נלחץ בין לוחות זכוכית (זכוכית מלט) כדי לקבל משטחים שטוחים וחלקים ולהבטיח עובי סטנדרטי. העובי הסופי של כל דגימה נמדד באמצעות קליפר דיגיטלי (דיוק: ±0.01 מ"מ), ודגימות שסטו מעובי היעד (2.00 ±0.05 מ"מ) הושלכו ועוצבו מחדש. הדגימות נבדקו תחת מיקרוסקופ סטריאופסקופ בהגדלה של 20× בתנאי תאורה סטנדרטיים. כל פני השטח העליונים של כל דגימה נסרק באופן שיטתי לאיתור פגמים במשטח, כולל חללי אוויר, נקבוביות או אי-סדירויות. דגימות שהראו פגם שניתן לזהות בהגדלה זו הוצאו והוחלפו.

הפולימריזציה בוצעה באמצעות יחידת ייבוש אור שפעלה ב-1000 mW/^cm2 עם טווח אורכי גל של 385–515 ננומטר. עוצמת הפלט של המכשיר אושרה באמצעות רדיומטר לפני הכנת הדגימה. יחידת הקיבוש האור הוצבה באמצעות מערכת תמיכה לשמירה על קצה הקיבוש במגע ישיר עם רצועת הפוליאסטר ובניצב (90°) למשטח הדגימה, מה שמבטיח מיקום עקבי לאורך כל תהליך הקיבוש. כל דגימה עברה עיבוד אור במשך 20 שניות מהמשטח העליון, ואחריה מיד 20 שניות מהמשטח התחתון באותם תנאים.

לאחר הפולימריזציה, משטחי הדגימה נשטפו תחת DW רצה במשך 10 שניות באמצעות תרסיס מים ליחידת שיניים. התרסיס הונח בזווית ניצבת (90°) על פני השטח באמצעות מערכת מיקום מבוססת תמיכה, שבה הדגימה וקצה הריסוס היו מיושרים. המרחק בין קצה הריסוס למשטח הדגימה נקבע ל-5 ס"מ ונשלט באמצעות כלי מדידה. הדגימות נשמרו בנפרד במיכלי זכוכית סגורים עם טמפרטורה של DW בטמפרטורה של 23°C ±-1°C למשך 24 שעות לפני סיום וליטוש. המיכלים נשמרו סגורים כדי למנוע אידוי והונחו בארון כדי למזער חשיפה לאור. הגימור והליטוש בוצעו על שני המשטחים של כל דגימה באמצעות דיסקים שוחקים מסוג תחמוצת אלומיניום (גס, בינוניים, עדינים וסופר-דקים) בסדר רציף עם חתיכת יד במהירות נמוכה שפעלה במהירות של 10,000 סל"ד. כל דיסק הוחל במשך 20 שניות תוך תנועה סיבובית עקבית על פני כל המשטח כדי להבטיח טיפול אחיד. כל הליכי הגימור והליטוש בוצעו על ידי אותו מפעיל כדי למזער שונות הקשורה למפעיל. הליטוש הסופי בוצע באמצעות מערכת ליטוש יהלום באותם תנאים תפעוליים (10,000 סל"ד) למשך 20 שניות לכל שלב, בהתאם לתבנית תנועה זהה. כל הדגימות נשמרו ב-DW בטמפרטורה של 23°C ±-1°C למשך 24 שעות נוספות לפני הצביעה כדי לאפשר ייצוב לאחר ההתקשות, כולל דיפוזיה של רכיבים לא מגובים ואיזון בתנאים סטנדרטיים.

גודל המדגם נקבע באמצעות ניתוח הספק שבוצע עם G*Power, עם רמת מובהקות (α) של 0.05%, עוצמה של 95%, וגודל אפקט (f) של 0.401, בהתבסס על נתונים^{שפורסמו בעבר 21}. גודל המדגם המינימלי הנדרש חושב כ-160 דגימות, כלומר 8 לכל תת-קבוצה. כדי להתחשב בשימוש בשיטות סטטיסטיות חזקות הכוללות ממוצעים מצומצמים, שמפחיתים את גודל המדגם האפקטיבי על ידי הוצאת חלק מהערכים הקיצוניים, ולפצות על אובדן דגימה פוטנציאלי במהלך ההכנה והניתוח, גודל המדגם לכל תת-קבוצה הוגדל ל-10, והניב סך של 200 דגימות.

הליך צביעת קפה

תמיסת צביעת קפה הוכנה על ידי המסה של 3 גרם אבקת קפה נמס ב-50 מ"ל DW מחומם ל-100°C. התמיסה ערבבה במשך 30 שניות עד שהושגה המסה מלאה כדי להבטיח אחידות בריכוז. התמיסה הועברה לאחר מכן למיכל סגור, הונחה בסביבת חדר מבוקר (23°C ±-1°C), ואפשרה לה להתקרר לטמפרטורת היעד לפני השימוש. כל דגימה הוטבלה בנפרד ב-5 מ"ל תמיסת קפה בבקבוקי זכוכית גליליים סגורים (קוטר פנימי: כ-15 מ"מ; גובה: כ-40 מ"מ) כדי להבטיח יחס דגימה לתמיסה אחיד וטבילה מלאה. הנפח של 5 מ"ל לכל דגימה נבחר כדי לתקן את תנאי החשיפה ולהבטיח שכל הדגימות יהיו מכוסות לחלוטין בתמיסת הצביעה ללא מגע עם דפנות המיכל. כל הדגימות אוחסנו בטמפרטורה של 23°C ±-1°C בחדר מבוקר טמפרטורה לאורך כל תקופת הטבילה בת 12 הימים. המבחנות נשמרו סגורות היטב כדי למנוע אידוי והונחו בארון סגור כדי למזער חשיפה לאור וזיהום חיצוני. פרוטוקול הטבילה הזה נמצא בשימוש נרחב, ודווח כי תקופת הטבילה של 12 ימים מתאימה לכשנה של צביעה קלינית בתנאי חוץ-גופית ³. כדי לשמור על תנאי צביעה עקביים ולהפחית גדילה מיקרוביאלית, תמיסת הקפה חודשה במרווחים קבועים של 24 שעות. באותו זמן בכל יום, הדגימות הוצאו מהבקבוקונים באמצעות פינצטה נקייה, נשטפו בעדינות ב-DW במשך 5 שניות, והועברו לתמיסת קפה טרייה בבקבוקונים חדשים ונקיים המכילים 5 מ"ל תמיסה. המיכלים נשמרו סגורים לאורך כל ההליך, וכל השלבים בוצעו בתנאי מעבדה עקביים לכל הדגימות.

מריחת שטיפת פה

כל הדגימות סומנו במספרי זיהוי ייחודיים לפני צביעת הקפה כדי לאפשר מעקב אחר המדידות. לאחר תהליך הצביעה, הדגימות חולקו באקראי לקבוצות הניסוי באמצעות רצף אקראי שנוצר במחשב שנוצר ב-Microsoft Excel, שבו הדגימות סודרו באקראי ואז חולקו באופן שווה בין הקבוצות. כל דגימה טופלה בנפרד במהלך הליכי היישום. ארבעה פתרונות שטיפת פה מסחריים נכללו במחקר: Colgate Plax Whitening + Charcoal (CP), Crest 3D White (CW), Listerine Fresh Burst (LF) ו-Sensodyne Pronamel (SP), יחד עם DW כפתרון הבקרה. אלו קיצרו ל-CP, CW, LF, SP ו-DW, בהתאמה. ההרכב והמרכיבים הפעילים של תמיסות שטיפת הפה מוצגים בטבלה 2.

סוג שטיפת פה	קיצור	יצרן	רכיבים פעילים
שטיפת פה המכילה אלכוהול	LF	ג'ונסון & ג'ונסון, בריטניה	אלכוהול, מנטול, אקליפטול, תימול, מתיל סליצילאט, חומצה בנזואית, פולוקסאמר 407, בנזואט נתרן, תמיסת סורביטול, מים, טעם
שטיפת פה המכילה פחם	CP	קולגייט-פאלמוליב, ארה"ב	מים, סורביטול, פרופילן גליקול, שמן קיק מוקשק PEG-40, טעם, סכרין נתרן, מנטול, יוגנול, פלואוריד נתרן, אבקת פחם
שטיפת פה מבוססת מי חמצן	CW	פרוקטר אנד גמבל, ארה"ב	מים, גליצרין, מי חמצן, פרופילן גליקול, נתרן הקסמטפוספט, פולוקסאמר 407, ציטראט נתרן, טעם, סכרין נתרן, חומצה ציטרית
שטיפת פה המכילה פלואוריד	SP	GSK, בריטניה	מים, סורביטול, פרופילן גליקול, אשלגן ניטראט, שמן קיק מוקשם PEG-60, פולוקסאמר 407, טעם, פלואוריד נתרן, חומצה ציטרית, נתרן סכרין
מים מזוקקים (בקרה)	DW	לא זמין	לא זמין

טבלה 2: הרכב תמיסות שטיפת הפה ששימשו במחקר. סוגי שטיפת הפה, קיצורים, יצרנים והמרכיבים הפעילים העיקריים של התמיסות שנבדקו. מים מזוקקים שימשו כתנאי לשליטה. קיצורים: LF = שטיפת פה המכילה אלכוהול; CP = שטיפת פה המכילה פחם; CW = שטיפת פה מבוססת מי חמצן; SP = שטיפת פה המכילה פלואוריד; DW = מים מזוקקים.

עיצוב הניסוי כלל שלושה משתנים בלתי תלויים: סוג מורכב (DO ו-VU), סוג שטיפת פה (CP, CW, LF, SP ו-DW), ושיטת יישום (טבילה ישירה ויישום בעזרת השקיה). הסיומת "-D" מציינת טבילה ישירה, בעוד ש"-I" מציינת יישום בעזרת השקיה. בהתאם לכך, כל תת-קבוצה הוגדרה בשילוב של סוג פתרון ושיטת יישום (למשל, CP-D ו-CP-I). התפלגות קבוצות הניסוי מסוכמת בטבלה 3.

סוג מורכב	קבוצה מס'	קבוצת השקייה	קבוצת הטמעה ישירה
DO	1	CP-I	CP-D
	2	CW-I	CW-D
	3	SP-I	SP-D
	4	LF-I	LF-D
	5	DW-I	DW-D
VU	6	CP-I	CP-D
	7	CW-I	CW-D
	8	SP-I	SP-D
	9	LF-I	LF-D
	10	DW-I	DW-D

טבלה 3: קיבוץ דגימות לפי סוג מורכב, שטיפת פה ושיטת השימוש. קבוצות ניסוי הוגדרו על בסיס סוג מורכב (DO ו-VU), סוג שטיפת פה ושיטת יישום (השקיה דרך הפה או טבילה ישירה). קיצורים: DO = חומר מורכב DO; VU = חומר מורכב VU; CP = שטיפת פה המכילה פחם; CW = שטיפת פה מבוססת מי חמצן; SP = שטיפת פה המכילה פלואוריד; LF = שטיפת פה המכילה אלכוהול; DW = מים מזוקקים; I = יישום על ידי השקיה אוראלית; D = טבילה ישירה.

בשיטת הטבילה הסטטית, כל דגימה הוטבלה בנפרד ב-5 מ"ל של תמיסת שטיפת הפה שהוקצתה בבקבוקי זכוכית גליליים סגורים בגודל אחיד, כדי להבטיח תנאי חשיפה סטנדרטיים. הכרך שנבחר הבטיח טבילה מלאה של כל דגימה ללא מגע עם דפנות המיכל. כל הדגימות נשמרו בטמפרטורה של 23°C ±-1°C בחדר עם בקרת טמפרטורה למשך סך של 12 שעות. משך זה נבחר לייצג את ההשפעה המצטברת של שימוש שטיפת פה שגרתית, המקביל לחשיפה פעמיים ביום לשטיפת פה למשך דקה אחת בכל יישוח, ודווח כי הוא עומד על כשנה אחת של שימוש קליני בתנאי חוץ גופית ¹⁷. מכיוון ששיטה זו כללה טבילה פסיבית, לא היה חלו קצב זרימה או הגדרת פלט מוגדרת על ידי המכשיר; הסטנדרטיזציה הובטחה על ידי שמירה על נפח תמיסה זהה (5 מ"ל), ממדי המיכל ותנאי החשיפה לכל הדגימות. כל הדגימות עובדו באותם תנאי מעבדה ולוח זמנים כדי למזער שונות בין קבוצות. ליישום השקיית הפה, נעשה שימוש במכשיר השקיה אוראלית שהותקן במערכת תמיכה מותאמת אישית כדי לתקן את מיקום הדגימה ופרמטרי ההשקיה. מכשיר ההשקיה האורלית הותקן בתוך המערכת כדי לשמור על כיוון מאונך ביחס לפני השטח של הדגימה. כל דגימה הוצבה ויוצבה בתוך מחזיק שנועד למנוע תנועה במהלך ההשקיה. הגדרה זו שימשה לשמירה על קשר מרחבי קבוע בין קצה ההשקיה לדגימה לאורך כל יישום. קצה ההשקיה נשמר במיקום קבוע ונייח יחסית לפני השטח של הדגימה לאורך כל היישום ללא תנועה צדדית או מטאטאת. מחזיק הדגימה וקצה ההשקיה היו מיושרים על צירים מקבילים, והמרחק בין קצה המשקה למשטח הדגימה הותאם ל-2 מ"מ באמצעות קליפר דיגיטלי. תצורה זו הבטיחה מיקום, כיוון ומרחק עקביים לכל הדגימות. המשקה הופעל במצב לחץ בינוני המתאים לרמה 3 במכשיר, המספקת טווח לחץ מוגדר על ידי היצרן של כ-55–65 psi. לפני כל שימוש, נבדקה הגדרת המכשיר כדי להבטיח תפעול עקבי ברמה זו. מכיוון שהמכשיר אינו מספק ערך זרימה כמותי ישיר, הפלט תוקן על ידי שמירה על אותה הגדרת מכשיר, מרחק קצה קבוע (2 מ"מ), כיוון מאונך ותנאי פעולה עקביים לאורך כל ההליכים. זרימת התמיסה נשמרה ברמה קבועה לאורך כל התהליך על ידי שמירת מלאות המאגר בתמיסת הבדיקה. במהלך ההשקיה, המאגר נבדק במרווחים קבועים ומולא מחדש לפי הצורך לשמירה על זרימה רציפה וללא הפרעה, תוך הבטחת תנאי חשיפה אחידים לכל הדגימות.

כל דגימה נחשפה להשקיה ברציפות במשך 10 דקות במרווחים קבועים של 7 ימים, פעם בשבוע למשך 4 שבועות רצופים. כל הבקשות בוצעו באותו זמן ביום כדי להבטיח עקביות. פרוטוקול החשיפה הזה תוכנן לייצג שימוש שגרתי בהשקיית הפה, המקביל ליישום פעמיים ביום לכ-3 שניות לכל משטח, ודווח כי הוא מעריך שנה אחת של שימוש קליני בתנאי חוץ גופית ¹⁸. לאחר כל מריחה, הדגימות נשטפו ב-DW באמצעות תרסיס אוויר-מים ליחידת שיניים למשך 10 שניות. התרסיס הונח בזווית ניצבת (90°) על פני השטח באמצעות מערכת תמיכה, שבה קצה הריסוס והדגימה היו מיושרים על צירים מקבילים. המרחק בין קצה הריסוס למשטח הדגימה נקבע ל-5 ס"מ ונשלט באמצעות כלי מדידה. בין מפגשי היישום, הדגימות אוחסנו בנפרד במיכלי זכוכית סגורים מלאים ב-DW בטמפרטורה של 23°C ±-1°C. המיכלים נשמרו סגורים כדי למנוע אידוי והונחו בארון כדי למזער חשיפה לאור. פתרון האחסון חודש במרווחים קבועים של 24 שעות באותו זמן בכל יום.

מדידת צבע

המדידות התקבלו באמצעות ספקטרופוטומטר המצויד בגלאי מגע (בקוטר 5 מ"מ) ומקור אור פנימי של LED. המכשיר הופעל במצב שיקום, בהתאם להוראות היצרן, כדי להבטיח מדידות עקביות וניתנות לשחזור. הוא כויל לפני כל סשן מדידה באמצעות בלוק כיול לבן סטנדרטי של היצרן. הליך הכיול בוצע על ידי הצבת קצה הגשוש במגע ישיר עם בלוק הכיול והתחלת מצב כיול דרך ממשק המכשיר. הכיול חזר על עצמו עד שהתקבלה קריאה תקפה לפני מדידת הדגימה.

כל מדידות הצבע בוצעו על רקע אפור ניטרלי סטנדרטי (Munsell N5), שכלל כרטיס כיול מט ולא מחזיר אור כדי למזער הפרעות אור רקע. הרקע התאים לערכי CIE Lab* של בערך L* = 50.0, a* = 0.0, ו-b* = 0.0, המייצגים ייחוס אפור בינוני אכרומטי. כדי להבטיח מיקום גשושי סטנדרטי וניתן לשחזור, נעשה שימוש בג'יג מיקום מותאם אישית לייצוב הן את הדגימה והן את גלאי הספקטרופוטומטר. סידור זה הבטיח שקצה הגשוש נשמר בזווית מאנכית קבועה (90°) ביחס לפני השטח של הדגימה, עם לחץ מגע עקבי לאורך כל המדידות. מיקום המדידה הוגדר על ידי סימון המרכז המדויק של כל דגימה באמצעות קליפר דיגיטלי במהלך הכנת הדגימה. כל המדידות נלקחו מנקודת ייחוס מרכזית מוגדרת מראש כדי לבטל שונות במיקום. לצורך מדידות חוזרות, הגשושית הועברה למיקום מלא בין כל קריאה. באופן ספציפי, הגשושית הורמה לחלוטין מהמשטח והוסבה מחדש באמצעות תבנית המיקום לפני כל מדידה, כדי להתחשב בשונות המיקום האפשרית. שלוש מדידות רצופות הושגו מאותה נקודה מרכזית מוגדרת מראש בתנאים זהים וממוצעו לניתוח.

ערכי L*, a* ו-b* הממוצעים שימשו לחישוב שינוי צבע באמצעות נוסחת CIEDE2000 (ΔE₀₀). ערכי ΔE₀₀ חושבו באמצעות מימוש מותאם אישית של אלגוריתם CIEDE2000 ב-Microsoft Excel, בהתבסס על קואורדינטות מרחב הצבע של CIELAB (משוואה 1):

(1)

כאן, ΔL′, ΔC′ ו-ΔH′ מייצגים את הבדלי הבהירות, הכרום והגוון, בהתאמה; S_L, S_C ו-S_H הן פונקציות המשקל המתאימות; k_L, k_C ו-k_H הם גורמי תיקון פרמטריים (מוגדרים ל-1 במחקר זה); ו-R_T הוא מונח סיבוב שמסביר את האינטראקציה בין הכרומה להבדלי גוונים. שינוי הצבע חושב באמצעות נוסחת CIEDE2000 (ΔE₀₀) בהתבסס על קואורדינטות L*, a* ו-b* שהתקבלו בכל נקודת מדידה. באופן ספציפי, ΔE₁ חושב באמצעות קואורדינטות הצבע שנמדדו בבסיס (T₀) ואחרי צביעת קפה (T₁), ΔE₂ באמצעות הקואורדינטות שהתקבלו_{ב-T 1} ואחרי שטיפת הפה (T₂), ו-ΔE₃ באמצעות הקואורדינטות שנמדדו_{ב-T 0 ו-T 2}. לכן, כל ערך ΔE מייצג השוואה זוגית של ערכי L*, a* ו-b* בין נקודות זמן המדידה המתאימות⁹.

ניתוח מורפולוגיית משטח

דגימות מייצגות (n = 16) נבחרו להערכת מורפולוגיית פני השטח באמצעות פרוטוקול בחירה מוגדר מראש וניתן לשחזור כדי למזער הטיית בחירה. בחירת הדגימות בוצעה באמצעות הליך אקראי שנוצר במחשב מתוך המאגר הזמין בכל שלב ניסוי. בסך הכול נותחו 16 דגימות, מפוזרות כך: T₀ (n = 4), T₁ (n = 4), ו-T₂ (n = 8). עבור T₀ ו-T₁, הדגימות נבחרו באקראי ללא הבחנה תת-קבוצתית, שכן לא התקיימה קיבוץ ניסויי לפני שלב שטיפת הפה. עבור T₂, הדגימות נבחרו באקראי כדי לייצג את תנאי הניסוי השונים, מה שהבטיח הכללת דגימות מכל סוג תמיסה ושיטת היישום.

לפני ההדמיה, כל הדגימות היו מצופות בשכבת זהב-פלדיום בתנאי ואקום מבוקרים (~0.05 מ"בר) כדי להבטיח מוליכות פני השטח. עובי הציפוי נשמר ב-10 ננומטר כדי לספק מוליכות מספקת תוך שמירה על טופוגרפיית פני השטח. ניתוחי פני השטח בוצעו באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM) עם מיקרוסקופ אלקטרונים סורק סביבתי, הפועל במצב ואקום נמוך בלחץ תא של 110 פסקל, עם מתח מואץ של 10.0 קילו-וולט. נבחרו תנאי ואקום נמוך כדי למזער השפעות טעינה ולאפשר הדמיה יציבה של חומרים מבוססי שרף ללא ארטיפקטים מוליכים נוספים. הדגימות הותקנו על קטעי אלומיניום באמצעות סרט פחמן מוליך דו-צדדי, והוצבו כך שפני השטח של הדגימה היו מכוונים בניצב לקרן האלקטרונים. כל הדגימות הורכבו באמצעות פרוטוקול סטנדרטי להבטחת גיאומטריית דימות עקבית. תנאי ההדמיה הוגדרו על ידי מתח ההאצה (10.0 קילו-וולט) ומרחק עבודה (נשמר קבוע לאורך כל המדידות), בעוד שהגדרת גודל הנקודה (3.0, ספציפית למכשיר) נשמרה קבועה לאורך כל המחקר.

הושגו מיקרוגרפים מאזור מרכזי סטנדרטי של כל דגימה. מיקום ההדמיה הוגדר כמרכז הגיאומטרי של פני השטח של הדגימה, שנקבע במהלך הכנת הדגימה באמצעות קליפר דיגיטלי ושימש בעקביות לכל המדידות. קרן ה-SEM הייתה מיושרת עם נקודת ייחוס מוגדרת מראש לכל רכישת התמונה. התמונות צולמו בהגדלות של ×2500, ×5000 ו-×10000, עם תמונה אחת לכל הגדלה, כדי להעריך שינויים מורפולוגיים על פני השטח הקשורים לצביעה קפה ולמריחת שטיפת הפה.

ניתוח סטטיסטי

כל הניתוחים הסטטיסטיים בוצעו באמצעות תוכנת R עם חבילת WRS2. התפלגות הנתונים הוערכה באמצעות מבחן שפירו–וילק. מכיוון שמספר משתנים לא תאמו את התפלגות נורמלית, יושמו שיטות סטטיסטיות עמידות. לצורך הניתוח הכולל, הוערכו ערכי מחוספסות פני השטח וערכי הצבע באמצעות ANOVA תלת-כיווני חזק להערכת השפעות סוג הרכיבה, הקבוצה והתקופה. לתוצאות שינוי צבע, ערכי ΔE₁,_{ΔE 2} ו-ΔE₃ נותחו בנפרד באמצעות ANOVA עמיד תלת-כיווני, עם סוג מורכב, שטיפת פה ושיטת היישום כגורמים בלתי תלויים. כאשר זוהו השפעות משמעותיות, בוצעו השוואות מרובות לאחר מכן באמצעות התאמת בונפרוני. התוצאות מבוטאות כממוצע מצומצם ± שגיאה סטנדרטית, כאשר שגיאות תקן מוערכות במסגרת ממוצע קיצום חזקה המיושמת בחבילת WRS2. רמת המשמעות נקבעה על p < 0.05.

תוצאות

הכנת דגימה

שינוי צבע (ΔE) הוערך בין סוגי מורכבות, קבוצה ותקופות שונות (ΔE₁, ΔE₂ ו-ΔE₃), בהתאם לשלבים הסדרתיים של הפרוטוקול הניסויי (טבלאות 4 ו-5, איור 2).

השפעה	Q	ערך p
קומפוזיט	2560	0.12<...

דיון

תוצאות אסתטיות הן מרכזיות להצלחה הקלינית של שיקום קומפוזיט שרף, שכן יציבות הצבע לטווח ארוך קובעת את יכולתם להשתלב עם רקמות השיניים הסובבות. קומפוזיטים ננו-היברידיים המשלבים מילויים ננומטריים ותת-מיקרונים פותחו לשיפור האינטגרציה האופטית, הליטוש והעמידות לשינויי צבע^22,23. לאחרונה, הוצגו קומפוזיטים של שרף בגוון יחיד כחלופה פשוטה יותר לטכניקות רב-שכבתיות קונבנציונליות, במטרה להפחית את זמן הישיבה על הכיסא ואת רגישות הטכניקה על ידי מזע...

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה

שם	חברה	מספר קטלוג	הערות
דיסקים שוחקים מסוג תחמוצת אלומיניום	3M ESPE, ארה"ב	Sof-Lex XT	גימור רציף מגס לגרגר סופר-דק
אבקת קפה (מיידית)	נסטלé, שווייץ	Nescafé קלאסי	משמש להכנת תמיסת צביעה
מערכת ליטוש יהלומים	3M ESPE, ארה"ב	מערכת ליטוש יהלומים Sof-Lex	הליך הפולישה הסופי
מים מזוקקים	בוטפארמה, טורקיה	מים מזוקקים	מדיום אחסון ושטיפה (תמיסת בקרה)
מיקרוסקופ אלקטרונים סורק סביבתי	קרל צייס, גרמניה	EVO MA10	פעלה בתדר 10 קילו-וולט
מחסנית זכוכית (זכוכית מלט)	AmScope, ארה"ב	BS-50P-100S-22	משמש ליישור משטחי דגימות
יחידת ייבוש אור	אולטרדנט, ארה"ב	VALO אלחוטי	אומת פלט (~1000 mW/cm²)
גיליון אקסל של מיקרוסופט	מיקרוסופט קורפ., רדמונד, וושינגטון, ארה"ב	אקסל	משמש לחישובי CIEDE2000
שטיפת פה (Crest 3D White)	פרוקטר & גמבל, ארה"ב	קרסט 3D לבן	מי חמצן– מבוסס
שטיפת פה (ליסטרין פרש ברסט)	ג'ונסון & ג'ונסון, ארה"ב	ליסטרין פרש ברסט	מכיל אלכוהול
שטיפת פה (הלבנת פלקס קולגייט + פחם)	קולגייט-פאלמוליב, ארה"ב	הלבנת קולגייט פלאקס + פחם	המכיל פחם
שטיפת פה (Sensodyne Pronamel)	הייליאון, בריטניה	סנסודיין פרונאמל	המכיל פלואוריד
מטפל פה	פרוקטר & גמבל, ארה"ב	אורל-B אוקסיג'ט MD20	הגדרת לחץ בינוני (~55– 65 psi)
רצועת פוליאסטר	אקסטרה דנטל	רצועות יוניברסל	משמש להפחתת עיכוב חמצן
קומפוזיט שרף (כריזמה דיימונד וואן)	קולצר, גרמניה	כריזמה דיימונד וואן	מבוסס TCD-DI-HEA
קומפוזיט שרף (Vittra APS Unique)	FGM, ברזיל	ויטרה APS יוניק	טכנולוגיית APS
תבנית סיליקון (טרומית)	האג'יקי, טורקיה	שקוף	בצורת דיסק (8 מ"מ וכפול 2 מ"מ)
ספקטרופוטומטר	VITA Zahnfabrik, גרמניה	איזישייד V	משמש למדידת צבע
סטריאומיקרוסקופ	לייקה, גרמניה	סטריאוסקופ טרינוקולרי	משמש לבדיקת פגמים ב-20 פעמים; הגדלה
תוכנה סטטיסטית	קבוצת הליבה R	גרסה R 4.2.2	משמש לניתוח נתונים
חבילת תוכנה סטטיסטית	קרן R למחשוב סטטיסטי, אוסטריה	WRS2	ANOVA חזק (אמצעים מצומצמים)
תוכנת ניתוח עוצמה סטטיסטית	אוניברסיטת היינריך היינה, Dü סלדורף, גרמניה	G*Power	משמש לחישוב גודל המדגם